DE1812596A1

DE1812596A1 - Lautsprechersystem und Verfahren zur Einstellung eines solchen Systems

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Publication number: DE1812596A1
Application number: DE19681812596
Authority: DE
Inventors: Bose Amar G
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-10-16
Also published as: FR1593711A; GB1253045A; JPS5238406B1; DE6809798U; US3582553A; DE1812596C3; DE1812596B2; GB1253044A

Description

Bremen, den 2. Dezember 19&3

Sch/B.

68.129 Bose/Wolf/Loudspeaker

Lautsprechersystem und Verfahren zur Einstellung eines solchen Systems

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lautsprechersystem für übertragung in Zimmern oder anderen geschlossenen Räumen und auf ein Verfahren zur Einstellung eines solchen Systems,

Das ideale Standardlautsprechersystem ist der Bose-Lautsprecher Type 2201. Dieser besteht aus einem sphärischen Strahlersystem mit 22 dicht beieinander angeordneten kleinen Lautsprechern, die einen sphärischen Triangel von ungefähr t 64 cm Radius ausfüllen und mit einer Box verbunden sind« die der Form einer Raumecke angepaßt ist. Dieses bekannte Lautsprechersystem macht Gebrauch von dem bekannten Umstand, daß der größte Teil der Schallener^ie den Zuhörer in einer Konzerthalle nicht auf dem direkten, sondern auf dem Reflexionewege erreicht. Weitere Vorteile dieses Standard-BoÄ-Lautsprechers 2201 sind in den amerikanischen Patentschriften 2 915 588 und 3 0^8 964 beschrieben. Insbesondere zeichnet sich dieses System durch geringe Verzerrung aus, was auf den Gebrauch einer Anzahl von kleinen, dicht beieinander angeordneten Lautsprechern zurückzuführen ist, welche bei der Wiedergabe niedriger Frequenzen zusammenwirken und einen breiten Schwingungebereich über-

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decken, so daß die Ablenkung jeder Lautsprechermembran gering ist und infolgedessen nur kleine Verzerrungen der Schwingungen hervorrufen kann. Des weiteren sind die Nachteile vermieden, die sich bei der Verwendung von Hochtonlautsprechersystemen ergeben*

Der Böse-LautSprecher 2201 stellt damit eine praktische Annäherung an eine ide&l schwingende Ku&eliläcne dar, weI-ehe sich der idealen übertragung, soweit nähert, daß Zuhörer praktisch keine Unterschiede zwischen der musikalischen Wiedergabe durch den Bose-Lautsprecher und der Wiedergabe durch eine ideal schwingende Ku^eI feststellen können. Dieses Ergebnis wurde erreicht durch Trennung der RaumUbertragun^scharakteristiiceri von den Laatsprecherena.-a-cteristiken, welche auf folgende Weise geschehen ist. Eine Funkenquelle in einer Ecke des Raumes wurae mit einem Bose-Lautsprecher verglichen, der in derselben Ecke angecracnt war. Ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitender Diejital-Computer bestimmte alsdann die^Ibreen^ts"-Funktion des Raumes und erzeugte Musikproben, welche sich bei einer ideal schwingenden Kugel im Raum ergeben zum Vergleich, mit derselben Musikprobe von einem Bose-Lautsprecher. Das Zusatz» gerät mit der komplimentierenden Schaltung des Böse»Lautsprechers wurde alsdann solange eingestellt» bis die.Zuhörer unfähig waren, zwischen der Wiedergabe durch die ideal schwingende Kugel und dem Böse-Lautsprecher zu uiiterschei-

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den. Der Böse-Lautsprecher 2201 ist daher ein ideales Standardgerät, das gebraucht werden kann, um in irgendeinem, zur SchallUbertragung benutzten Raum die Arbeitweise zwischen einem gegebenen Lautsprecher-System und dem Boee-Lautsprecher 2201 zu vergleichen.

Es ist bekannt, daß Lautsprecher in verschiedenen Räumen auch verschieden arbeiten; sie zeigen ein gleichmäßiges Verhalten nur in einem echofreien Raum, einer sogenannten schalltoten Kammer, die mit einer nicht reflektierenden Auskleidung versehen ist. Es wird häufig angenommen, daß Messungen in der schalltoten Kammer zutreffende Informationen über Ärbeitweise von Lautsprechern zu o^eben vermögen. Jüngste Untersuchungen haben jedoch jezei^t, £_aß die Meßergebnisse in der schalltuten Kammer für das Verhalten eines Lautsprechers in einem Zuhörerraum bei weitem nicht so aufschlußreich sind, 'wie es bisher an₀enornmen wurde. Der Grund hierfür lie^t darin, daß die harten überflächen der Raumwände einen wesentlichen Teil des Lautsprecherstrahlungssystems bilden, während solche Einflüsse in der schalltoten Kammer fehlen. Die Bedeutung dieser Einflüsse läßt sich auch durch Analogiebetraehtungen aischen den elektromagnetischen Feldern von Strahlungsantennen und den Druck- und Geschwindigkeitsfeidern eines Lautsprecher sy stems beleuchten. Aus der Technik; von Antennen ist es bekannt, daß die Wirkungsweise der Antenne eehr

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BAl

stark von der Struktur der Antennenumgebung abhängt. Aus diesem Grunde werden die Eigenschaften von Antennen, insbesondere ihre Richtcharakteristiken und ihre Impedanzdiagramme, aus Messungen mit der Antenne in ihrer Arbeitsumgebung, z.B. der Antenne auf dem Flugzeug oder dem Satelliten, abgeleitet und beschrieben. Feldstärkemessungen werden gewöhnlich in einer Entfernung von der Antenne ausgeführt, die sehr viel größer ist als die Wellenlänge, weil bei Antennen das Nahfeld praktiech nicht ausgenutzt wird, welches, wie bekannt sein dürfte, einer exakten Messung viel schwerer zugänglich ist als das elektromagnetische Feld in großer Entfernung von der Antenne.

Bei LautSprechersystemen spielt nun aber gerade auch das Nahfeld eine bedeutende praktische Rolle, welches in einer Entfernung von wenigen Wellenlängen oder gar Bruchteilen einer Wellenlänge vom Lautsprechersystem wirksam ist. Für das Nahfeld ist es außerordentlich schwierig, die Raumcharakteristiken von der Charakteristik des lautSprechersystems selbst zu trennen, um zu einer objektiven Bewertung der Arbeitsweise des Lautsprechersysteme in einem Zuhörerraum zu gelangen. Da der Boee-Lautsprecher 2201 ein nahezu perfektes aku&isches Strahlungssystem verkörpert, ergibt sich durch den Vergleich der Feldstärke an einem bestimmten ausgewählten Punkt des Raumes zwischen einem Böse-Lautsprecher 2201 und einem unbekannten Lautsprechersystem eine aufschlußreiche objektive Bestimmung des Verhaltens eines unbekannten Lautsprechersystems relativ

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zum Verhalten des Standard-Bose-Lautsprechers 2201. Wenn insbesondere das Verhalten des unbekannten LautSprechersystems von denjenigen des Böse-Lautsprechers 2201 nicht mehr unterscheidbar ist, läßt sich sagen« daß das unbekannte Lautsprechersystem so gut arbeitet, wie es von einem Lautsprechersystem überhaupt erwartet werden kann.

Ausgehend von den obigen Überlegungen, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Lautsprechersystem zu schaffen, das bei einfachem Aufbau einen möglichst hohen Vollkommenheits· grad der Sehallübertragung in einem Zuhörerraum erreicht, der insbesondere der übertragung durch eine ideal schwingende Kugel nahekommt und dabei das Vorliegen einer ausgedehnten Gruppe von Schallquellen, wie sie in einem Orchester oder Chor vorliegt, vorzutäuschen in der Lage ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst worden durch die Kombination wenigstens eines Frontlautsprechers, der direkt in den Zuhörerraum strahlt, mit wenigstens einem Rückwandlautsprecher, insbesondere Hochtonlautsprecher, der in schräger Richtung gegen die hinter dem System liegende Zimmerwand (hintere Zimmerwand) strahlt, so daß seine Schallstrahlen schräg nach vorn gegen die angrenzende Zimmerwand und von dort in den Zuhörerraum reflektiert werden. Mit einem derartigen System ist es möglich, den Anteil der direkten Strahlung und der reflektierten Strahlung so aufeinander abzuetie-

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men, daß die Einflüsse der Struktur des Zuhörerraumes zur Erlangung optimaler Obertragungsverhältnisse herangezogen werden können. Diese Wirkung läßt sich in hohem Grade schon dadurch herbeiführen, daß wenigstens ein zweiter Rückwandlautsprecher, insbesondere Hochtonlautsprecher, vorgesehen ist, dessen ebenfalls schräg gegen die hintere Ziramerwand gerichtete Strahlung der anderen Zimmerseitenwand zugekehrt ist.

FrontlautSprecher und Rückwandlautsprecher lassen sich in an sich bekannter Weise in einer kompakten Box zusammenfassen« wobei eine Frontwand zur Aufnahme des oder der Direktlautsprecher und gegen die Frontwand und gegeneinander geneigte Rückwandteile zur Aufnahme der Rückwandlautsprecher vorgesehen sind. Eine solche Lautsprecherbox kann in üblicher Weise im Raum Aufstellung finden. Durch Hervorhebung des reflektierten Schallanteiles wird eine Ausdehnung m der Schallquelle simuliert, die cjeeijnet ist, die Schallübertragung in einer Konztrthalle auch in einem verhältnismäßig kleinen Zimmer vorzutäuschen. Dabei wird vorzugsweise das Energieverhältnis zwischen Direktstrahlung und reflek» tierter Strahlung so gewählt, daß sich am Ort des Zuhörers etwa gleiche Anteile für die direkte Strahlung und die reflektierte Strahlung am Zustandekommen des' akustischen Fegels oder Schalldrucks ergeben. Im allgemeiEen wird

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die Energie der Rüokwandlautsprecher achtfach größer sein müssen als die Energie der Direktlautsprecher.

Es ist vorteilhaft, zwei Lautsprecherboxen nach der Erfindung, seitlich versetzt, vor der Zimmerrückwand anzubringen. Für solche Doppelsysteme wird man den Winkel zwischen den beiden Rückwandteilen etwa in der Größe von 120° wählen. Für die Einfachsystemanordnung ist es da^e^en vorteilhafter, einen kleineren Winkel zwischen den Rückwandteilen von etwa 90 vorzusehen. Ganz allgemein wird man die Winkel zwischen Frontwand-und Rückwandtei^en den jeweiligen Raumverhältnissen und der gewünschten Aufstellung des oder der Lautsprecherboxen anpassen.

Die Erfindung bietet ferner die vorteilhafte Möglichkeit, für gute Stereowiedergaben verwendet werden zu können, indem man den Lautsprechern der beiden gegeneinander geneigten Rückwandteile getrennte Kanäle zuordnet.

Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß sich bei Verwendung hochwertiger Einzellautsprecher in Verbindung mit einem Komplementär-Zusatzgerät zur Beeinflussung der Charakteristik des Phasen- und Frequenzganges auch musikalische Darbietungen hochgradig komplexer Natur mit großer Vollkommenheit und verzerrungsfrei wiedergeben lassen.

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In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schallübertragung in einer Konzerthalle,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Stereo-Lautsprechersystems nach der Erfindung zur Nachbildung der Über'tragun^sverhältnisse in einer Konzerthalle nach Flg. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Lautsprecherbox nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Frontansicht der Lautsprecherbox nach

Flg. D,

Fig. 5 eine Zusammenschaltung des .Lautsprechersystems nach der Erfindung mit einem Komplementär-Zusatzgerät in Verbindun_o mit einem herkömmlichen Empfänger oder fest verbundenen Verstärker,

Fig. 6 das Schaltbild für ein Komplementär-Zusatzgerät,

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Pig. 7 das Schaltbild einer Lautsprecherbox nach

der Erfindung zum Einzelgebrauch für Stereo-Übertragung,

Fig. 8 eine typische Frequenzcharakteristik für die Anordnung nach Fig. 6 und

Fig. 9 die Anordnung einer einzijen Lautsprecherbox zur Stereoübertragun^ in einem Zuhörerraum.

In Fig. 1 ist die SchallÜbertra^un^ veranschaulicht, wie sie für einen Zuhörer 11, der sich in einer Konserthalle vor der Bühne 12 befindet, vorliegt. Vom Punkt 15 auf der linken Seite der Bühne und Punkt 16 auf der rechten Seite der Bühne gelangt Schall direkt über die Wege 17 und 18 und indirekt über die Wege 21 und 22 von dem Punkt 15 auf der linken Seite und über die Wege 2'j> und 2k von dem Punkt 16 auf der rechten Seite zum Zuhörer. Der überwiegende Teil, und zwar etwa 87 % des Schalles, erreicht den Zuhörer in der Konzerthalle auf dem Reflexionswege.

Fig. 2 zeigt eine der Darstellung der Schallübertragung nach Fig. 1 entsprechende Lautsprecheranordnung nach der Erfindung, durch die einem Zuhörer 11* in einem Zimmer 12* von einem linken Lautsprechersystem J5¹ und einem rechten Lautsprechersystem 16* über direkte übertragungswege I7¹

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und l3^f von einer Frontseite der Systeme an₀eordneten Lautsprechernjl und 32, im folgenden Direktlautsprecher genannt, Schall zugeführt wird. Ferner ist das linke Lautsprechersystem 15¹ mit einem linken Rückwandteil 33 versehen, von dem ein indirekter Übertragungsweg 21* über eine zweifache Reflexion an den Zimmerwänden zum Zuhörer II¹ führt und mit einem rechten Hücfcv/kndteil 3^* von dem ebenfalls über zweifache Reflexion ein indirekter Schallübertragun^sweg 22' zum Zuhörer führt. Ebenso ist das rechte Lautsprechersystem 16* mit einem linken Rückwandteil 35 und einem rechten Rückwandteil J>6 versehen, von denen indirekte übertragungswege 23' und 2M* zum Juhürer führen-.

Fig. 3 zeigt ein Lautsprechersystem 15' bzw. Ij' nach Fig. 2 in perspektivischer Darstellung. Der Direktläucsprecher 51 bzw. J>2 ist mit Strichlinie η eingezeichnet. Jeder der beiden RücJnvandteile enthält vier LüU'osprecher, und zwar der linke Rückwandteil 35*36 vier Lautsprecher 41,42,43 und 44 und der rechte Rückwandteil 34,35 vier Lautsprecher 45,46, 47 und 43. Diese Lautsprecher sind vorzugsweise dient beieinander angeordnet und füllen ihren Rückwandteil aus. Die Lautsprecher haben beispielsweise eine Kreisöffnung von 10,5 cm, einen Abstand von 0,5 cm voneinander und einen Abstand.vom Rand des Rück-

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wandtelles von etwa 1,3 cm und die ganzen Rückwandteile sind aus Sperrholzplatten von etwa 2 cm Stärke und 25 χ 27 cm Oöße. Die Rückwandteile sind in einem Winkel von 120" zueinander angeordnet, so daß die Zimmerwand, gegen welche der Schall von diesen Schallwänden gerichtet ist, mit den Rückwandteilen einen Winkel von etwa ^O bildet.

Fig. 4 zeigt eine Frontansicht des LautSprechersystems Vj^x , l6^f mit der Frontwand 51. Diese Frontwand besteht ebenfalls aus einer zwei Zentimeter starken Sperrholzplatte und hat eine Größe von etwa k~J> χ 27 cm. Die im wesentlichen Strömungsdichte Box wird vervollständigt durch zwei Seitenwände 52, eine Decke 53 und einen Boden (in der Zeichnung nicht zu sehen). Die Seitenwände 52 bestehen aus 2 cm starken Sperrholzplatten von etwa 27-cm Höhe und 14 cm Breite, und Decke und Boden sind dem durch diese Maße von Frontwand, Rückwandteilen und Seitenwänden bestimmten Grundriß angepaßt. Der Ab3tand zwischen der Frontwand und der Verbindungsstelle der Rückwandteile beträgt etwa 24 cm. Zur Verschönerung können Decke und Boden ein wenig Über die vertikalen Wände der Box hinausragen und es können die Seitemrände insgesamt von einem Gitterstoff umschlossen sein.

FUr die Systems lassen sich beispielsweise kleine Laut-

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Sprecher vom Typ CTS 4C1O77 mit einer Nennimpedanz von 8 Ohm in Reihen-Parallel-Schaltung verwenden, so daß die Impedanz für einen Verstärker der Reihen-Parallel-Schaltung 8 Ohm beträgt. Es können die Lautsprecher 42,43 und 44 in Reihe geschaltet sein, um eine erste Reihe zu bilden und ebenso die Lautsprecher 45, 4γ und 43, um eine zweite Reihe zu bilden, während die Lautsprecher 4l und 46 und die Direktlautsprecher ^1,32 zu einer dritten Reihenanordnung zusammengefaßt sind. Jede dieser Reihen bildet eine Impedanz von im wesentlichen 24 Ohm. Werden die drei Reihen parallel zueinander geschaltet, so ergibt sich eine resultierende Impedanz von S Ohm. Die einzelnen Lautsprecher werden konphas erregt, so daß alle Lautsprechermembranen sich konphas nach außen bzw. innen be>wegen, wenfi Surch dasselbe Eingangssignal erregt werden. Das innere der Box kann mit Glaswolle ausgefüllt sein.

Wesentlich für die Anordnung ist, daß Resonanzen vermieden werden. Dies geschieht dadurch, daß die verschiedenen Schallwände winklig zueinander angeordnet sind, so daß zueinander parallele, Lautsprecher enthaltende Schallwände vermieden sind Scharfe Resonanzen entstehen gewöhnlich, wenn eine mit einem Lautsprecher versehene Schallwand parallel zu einer anderen Schallwand 1st und sich in einem Abstand von dieser Setellwand befindet, die ein Mehrfaches einer Viertelwellenlänge von "requenzen beträgt, die im Übertragungsbereich des Laut-

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Sprechersystems liegen. Derartige Resonanzen werden durch die zueinander geneigte Anordnung der Schallwände herabgesetzt. Auch wird dadurch eine Herabsetzung der störenden Resonanzen erreicht, daß nicht in jeder Schallwand mit einem einzelnen ' Lautsprecher, sondern mit mehreren Lautsprechern gearbeitet wird, deren Resonanz stellen regelmäßig nicht beieinander liegen, sondern voneinander mehr oder weniger stark abweichen.

Fie· 5 zeigt das Blockschaltbild mit einem herkömmlichen Empfänger 5^, einem Zusatzgerät' 55 und einem Lautsprecher I6¹, der an den 8 Ohm-Ausgang de» Empfängers 5^ angeschlossen ist. Der Empfänger 5^ hat eine Bandanschlußbuchse, durch welche er über ein Kabel 56 mit dem Zusatzgerät <55 zum Abhören eines Bandes verbunden ist. Der Empfänger 54 ist ferner mit Anschlußbuchsen 57 für die Bandaufzeichnung über ein Anschlußkabel 56 zum" Zusatzgerät t>5^% versehen. Die Buchse 55 kann mit dem Aus-. gang des Vorverstärkers im Empfänger verbunden sein und eine der Buchsen 57 mit dem Verstärkereingang, wenn der Wahlschalter des Empfängers auf Bandwiedergabe eingestellt ist. Durch diese Anschlüsse lassen sich die Lautsprechersysteme nach der Erfindung mit einem Smpfänger verbinden und die gewünschten Funktionen ausüben. Bei getrennten Vorverstärkern und Verstärkern kann das Kabel 56 an den Vorverstärkerauegang und das Ausgangskabel 58 an den Verstärker angeschlossen werden.

In Fig. 6 ist das Schaltbild eines Zusatzgeräte« der oben an-

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gegebenen Art veranschaulicht. Hier soll diese Schaltung nur in Verbindung mit der Frequenzcharakteristik nach Pig, diskutiert werden, da eine solche Schaltung sich im übrigen von herkömmlichen Schaltungen dieser .Art nicht unterscheidet. Eine Einstellung des Widerstandes R. der Schaltung verSndertf die Lautstärke bei tiefen Frequenzen, während eine Einstellung des Widerstandes FL· die Lautstärke bei tonen Frequenzen, während die Lautstärke in dem dazwischen liegenden Bereich im wesentlichen unbeeinflußt von der -Größe der Widerstände R. und Rg ist. Für einen Vergleich des Systems nach der vorliegenden Erfindung mit einem bekannten System, z.B. dom System Bos 2201, sollte die für ein solche-s bekanntes System vorliegende Kurve, hier z.B. die Kurve 2201 in Fig. 8 eingestellt werden. Für andere Zwecke, wie für Aufzeichnungen mag jedoch für den Zuhörer eine angenehmere EirÄellung auf eine andere Kurve vorteilhafter sein.

Zusätzlich zur Verbesserung des frequenzabhängigen Amplitudenverlaufs läßt sich auch eine Verbesserung der Charakteristik der frequenzabhängigen Phasendifferenz®η erzielen. Diese Charakteristik ist von Bedeutung für die gute Miedergabe der niedrigen Frequenzen unter 200 Hz. Obwohl das Ohr nicht in der Lage ist, größere Phasendifferenzen bei hohen Frequenzen wahrzunehmen, spielen doeh die Phasendifferenzen bei niedri-' gen Frequenzen entsprechend Yersögerungen in der Größenordnung von einigen Millisekunden eine wichtige Rolle für die Hör-

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empfindung. Die meisten herkömmlichen Lautsprechersysterne . sind mit einer unkompensierten Resonanz im niederen Frequenzbereich behaftet, die zu einer erheblichen Phasen» verzerrung führt. Diese Phasenverzerrung mag für einzelne niedere Töne nicht empfunden werden, sie wird. -. jedoch deutlich hörbar und störend bei übertragung von komplexen musikalischen Schallschwingungen mit einer Anzahl von Frequenzkomponenten im tiefen Frequenzbereich mit unterschiedlicher ZeitverSchiebung infolge hörbarer Verzerrung der Schwingungsform.

In Fig. 7 ist die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einem einsigen der beschriebenen LautSprechersysteme zur Stereoübertragung veranschaulicht, wobei sich ebenfalls viele der Vorteile eines solchen Systems ausnutzen lassen. Der Stereoeffekt wird hierbei erzielt ohne die Verwendung von zwei in wesentlichen Abstand voneinander angeordneten Lautsprechersystemen. Zu diesem Zweck ist ein 3tereoempfanger 61 mit seinem Kanal A an ein Zusatzgerät und mit seinem Kanal B an ein Zusatzgerät 65 entsprechend dem Zusatzgerät 55' nach Fig. 5 angeschlossen. Die Lautsprecher 41, 42, 43 und 44 am linken Rückwandteil sind mit dem Ausgang 64 des Kanals A und die Lautsprecher 4p,46,47 und 48 am rechten Rückwandteil mit dem Ausgang 65 des Ka-' nals B verbunden, wobei die beiden Lautsprechergruppen in Reihen-Parailel-Anordnung geschaltet sind. Die Frontlftut-

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Sprecher ;1,;2 sind an den Ausgans 66 des Mittelkanals des Stereoempfängers 61 angeschlossen. Die meisten Stereo-. empfänger und Stereoverstärker haben einen solchen Mittelkanalausgang.

Der Mittellautsprecher kann auch so angeschlossen werden« daß er durch die Summe der Signale aus dem rechten und lin-A ken Kanal aus einem entsprechend ausgebildeten kombinierten Stromkreis beaufschlagt wird. Beispielsweise kann die Winding des FrontlautSprechers so mit den Rückwandlautsprechern verbunden werden« daß sie in Reihe mit wenigstens einer Winding eines Lautsprechers auf dem linken Rückwandteil und wenigstens einer Windung eines Lautsprechers auf dem rechten Rückwandteil in Reihe liegt.

Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung eines einzigen Lautsprechersystems 71 gemäß einer Schaltung ™ nach Fig. 7 in einem Zimmer 12*. Vorzügsweise ist dieses Lautsprechersystem 71 auf der Mittellinie des Zimmere angebracht in einem solchen Abstand von der Vorderwand des Zimmers, daß der Zuhörer 11* das Signal des Kanals A durch Reflexion von der linken Zimmerwand und das Signal aus dem Kanal B von der rechten Zimmerwand sowie das Signal-des Mittelkanal· unmittelbar von der Frontwand de· Lautspreoberey stems erhält. Das Lautsprechersystem 71 wird vorzugswelM

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weit genug von der Zimmerrückwand, beiepieIsweise etwa in einer Entfernung von 30 cm von der Rückwand angeordnet, um den gewünschten Orad der Spreizung der Ubertragungsriohtungen zu erzielen« jedoch nicht soweit» daß die gewünschte Reflexionswirkung an den Zimmerwänden nicht zustandekommt. Es kann zweckmäßig sein, bei Verwendung eines einzigen Lautsprechersystems zur Erzielung des Stereoeffektes den Winkel zwischen den beiden Rückwandteilen 72 und 73 etwa 90° groß zu machen, so daß man die Lautsprecherbox nahe genug an die ZlmmerrUckwand bringen und die gewünschten Reflexionen zum Zustandekommen des Stereoeffektes erzielen kann.

Es kann ferner vorteilhaft sein, eine Isoliertrennwand 76 vorzusehen, welche das System in zwei stri&ngsdioht gegeneinander abgeschlossene Kammern 74 und 75 teilt. Sine scfche Trennung trägt dazu bei, ungewünschte Mischeffekte zwischen dem linken und rechten Kanal zu unterdrücken und erhöht damit die Wirksamkeit der Stereotäuschung durch einen relativ hohen Orad der Kanaltrennung.

Um die Übertragungscharakteristik der Anordnung nach Fig. 2 aufzunehmen, wird ein Standardlauteprecher Boee 22^01 in einer Zimmere ckje aufgestellt. Ferner wird «in * BreitbandBlkrophon an diejenige Stelle des Ziamv* g·- ,bracht, welche charetttrlstisch für den Impf «ng Min soll*

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Ein geeignetes Mikrophon für diesen Zweck ist das B+K - Mikrophon mit zugehörigem Vorverstärker. Der Böse-LautSprecher 2201 wird mit einem Wobbelfrequenzsignal gespeist, vor zugsweise einem schmalen Bandgeräusch, wie es von einem Schall- und Schwingungsanalysator von General Radio geliefert wird, wobei ein Schmalbandgeräusch über den ganzen Hörfrequenzbereich durch einen mechanischen Antrieb, der mit einem logarithmischen Schreiber von General Radio synchronisiert sein kann, verschoben „wird. Der Ausgang dee Mikrophonvorverstärkers wird auf den Schreiber gegeben, während der Analysator über den Frequenzbereich gefahren wird, um so die Frequenzcharakteristik an jenem Punkt des Zimmers aufzunehmen, der für die Ubertragungseigenschaften im Zimmer als maßgeblich ausgewählt worden ist.

Das Mikrophon wird alsdann in seiner Stellung gelassen und das Lautsprechersystem^, wie es in Flg. 2 dargestellt ist, insbesondere in einer Doppe!anordnung nach Flg. 2 aufgestellt. Das Mikrophon wird durch einen Endverstärker betrieben, der in Verbindung mit dem Signal aus dem Analyaa- tor im wesentlichen fr®qu»üzunabb&igis ar-b«itet. 0er Analysator wird *ls<5tAan *i*£er-übtrjd®» ganzen HiJrfrequenzbereioh gefahren und der Ausgang~ä«aι Mikrophonsvorveretlrkere auf den Schreiber gegeben, un eo die übertragungscharakte ristik dee Lautsprechersystem» mit der Charakteristik des

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Standard-Böse-Lautsprechers 2201 vergleichen zu können.

Die Abweichungen zwischen der Standardcharakteristik und der Charakteristik des Systems nach Fig. 3 werden Punkt für Funkt verglichen, um so die bevorzugte Charakteristik für das Zusatzgerät zu gewinnen. Falls erwünscht, können Mittel vorgesehen sein, um den Grad des Anstiegs der Charakteristik bei den niederen und hohen Frequenzen zu beeinflussen und damit eine Anpassung an die jeweiligen Wünsche eines Zuhörers zu ermöglichen, zumal viele handelsübliche Schreiber überkompensiert sind.

Es wurde festgestellt, daß der in Verbindung mit dem Zusatzgerät sich ergebende Charakteristikwert für einen der kleinen Lautsprecher bei hohen Frequenzen größer ist als im mittleren Frequenzbereich. Dieser Anstieg beginnt b·! einer Frequenz oberhalb 2 kHz und kann elektrisch, mechanisch, durch akustische Dämpfung« durch kombination dieser Mittel oder auf andere Weis;* hervorgerufen werden. Die Energiedichte oder der Schallpegel (proportional dem Quadrat des Druckes) ist für das neue Lautsprechersystem in Verbindung mit dem Zusatzgerät im wesentlichen gleichförmig.

Im Rahmen der Erfindung sind mancherlei Abänderungen ... eöglich. Beispielβweise können die Schallwände nach oben

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oder unten geneigt sein, abhängig von der Höhenlage der Lautsprechersysteme Im Räume. Zahl und Art der verwendeten Lautsprecher können verschieden sein. Das Verhältnis zwischen direktem und reflektiertem Schall kann auf den gewünschten« vorzugsweise gleichbleibenden Wert gehalten oder auf diesen Wert gebracht werden durch Abstrahlunc von weniger Hochfrequenzenergie von den Frontlautsprechern A mit Hilfe elektrischer« mechanischer oder akustischer Dämpfung. So erhält man eine kompakte und wenig aufwendige Anordnung nach der Erfindung, indem nur ein Lautsprecher an der Frontseite und an beiden Rückwandteilen angeordnet wird, wobei der Frontlautsprecher über ein Dämpfungsnetzwerk betrieben wird, das etwa nur den vierten Teil derjenigen Hochfrequenzenergie, die auf die Lautsprecher der Rüokwandteile gelangen« auf den Frontlautsprecher kommen läßt.

Das neue Lautsprechersystem hat den Vorzug, daß mit verhältnismäßig geringem Apparateaufwand und kleinem Platzbedarf im Ubertragungsraum eine gute übertragung von musikalischen Darbietungen möglich 1st.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Lautsprechereyetea für Übertragung in Zimmern oder anderen geschlossenen Räumen, gekennzeichnet durch die Kombination wenigstens eines Frontlautsprechers (31*22), der direkt in den Zuhörerraum strahlt, mit wenigstens einem Rückwandlautsprecher (41,42,4^,44; 45,46,4γ,43), insbesondere Hochtonlautsprecher, der in schräger Richtung ge^en die hinter dem System (15',Ib¹) liegende Zimmerwand .(hintere Zimmerwand) strahlt, so daß seine Schallstrahlen schräg nach vorn segen die angrenzende Zinmerseitenwand reflektiert werden.

2. Lautsprechersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter Rückwandlautsprecher (45,46,47,43), insbesondere HochtonlautSprecher, vorgesehen ist, dessen ebenfalls schräg gegen die hintere Zimmerwand gerichtete Strahlung der anderen Ziraaerseltenwand zugekehrt ist.-"

3. Lautsprechersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Frontplatte (51) zur Aufnahme des oder der Frontlautsprecher (31,32).

4. Lautapreohersyeten nach einen oder mhreren der vorhergehenden Ansprüche» gekennzeichnet durch einen oder s»hr~ -• Rüolcwandteile (£5,351 34,36) zur Aufnahm des oder der RUolc«

,wandl&utsprecher (41 bis HB).

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5. Laut apre eher sy β tem naoh Anspruch %, dadurch gekennzeichnet« daß ein der linken Zimaerwand zugekehrter Rückwaxidteil (33» 35) zur Aufnahme der zu dieser Zinsnerneitenwand strahlenden RUokwandlautsprecher (^1,42,45,44) und ein der rechten Zimmerseltenwand zugekehrter Rückwandteil (3^36) zur Aufnatnae der gegen diese Zimaerseitenwand strahlenden RUckwandlautsprecher (45,46,47,48) vorgesehen 1st« so daß die beiden Rüekwandtelle (55*55 und 3^»3ö) gegeneinander geneigt sind»

6. Lautsprechersystem naoh Anspruch 5j> dadurch gekennzeichnet« dad die gegenseitig® I®igung der Btiekwandtelle (55»35 und 34,36) für DoppeiSystemanordnungen (Pig» 2) etwa 120° beträgt.

7. Lautsprechersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Steigung der Kückwandteile (72,73) für EinfachsystemanordnungeB (Fig. 9) etwa 90⁰ beträgt»

8. Lautsprechersystem nacii Anspruch 5„ 6 oder 7, dadurch gekerauMiotanet« <la§ dl« gegenseitige Heigu&g der EUckwaM« teile (33*35 und 3** -% l>z»· 72 wad 73) wwi die Neigung dieser RUekM&ndtelle gegen <lie Frontwand (3*) des Systems bei Verwendung in Zinnern oder sonstigen läunen nit nicht rechtwinklig zueinander liegenden WSaäBU^ wie eie für die

.Systeae naoh Anspruch 3,S und 7 ¥orausgee»fezt sind, den je· weil» Torliegenden RAHu^ftoKltniesen so ®m&^&&% mltA, ü*&

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die gegen die Zlmmerseitenwandung gerichteten Strahlungen die gewünschte Reflexion in den Zuhörerraum ergeben.

9. !lautsprechersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontwand (51) und die RUckwandteile (55,35., 54, 56; 72,73) Teile einer möglichst strömun^sdicht geschlossenen Lautsprecherbox (15*, 16¹; 71) bilden.

10. Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtcharakteristik des Gesamtsystems in der Voraus- oder Frontrichtung im höheren Frequenzbereich einen größeren akustischen Pegel hat als im mittleren Frequenzbereich und daß für den mittleren Frequenzbereich ein im wesentlichen gleichbleibend hoher Pegel besteht.

11. Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch asymmetrische Anordnung des oder der Frontlautsprecher (51,52) zur Frontwand (5I).

12. Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur konphaeen Erregung aller Lautsprecher des Systeas.

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IJ. Lautsprechersystem naoh einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der von den Frontlautsprechern abgestrahlten Schallenergie zur abgestrahlten Schallenergie der RUckwandlautsprecher etwa umgekehrt proportional dem Verhältnis der direkt gestrahlten zur reflektierten Energie ist, derart, daß die Anteile der direkten Strahlung zur reflektierten Strahlung am Zustandekommen des Schallpegels am Zuhörerort etwa gleich groß sind.

14. Lautsprechersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieverhältnis der Strahlung der Direktlautsprecher zur Strahlung der RUckwandlautsprecher in der Größenordnung von 1:8 liegt.

13. Lautsprechersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontwand mit einem Frontlautsprecher und daß die beiden RUokwandteile mit je vier Lautsprechern besetzt sind.

16. Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 16« dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecherbox durch eine mittlere Trennwand (76), die sich von der Frontwand (51) zur Verbindungsstelle der beiden RUckwandteile (72,73) erstreckt, in zml akustisch isoliert· Xfcantrn (74, 75) unterteilt ist.

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17* Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwandlautsprecher zur Abstrahlung nach der linken Zimmereeitenwand und die Rückwandlautsprecher zur Abstrahlung nach der rech ten Zimmerseitenwand an getrennte Kanäle angeschlossen sind*

16. Lautsprechersystem nach Anspruch 17* dadurch &^ekennzeichnet, daß bei Anordnung eines einzigen Frontlautsprechers dieser Frontlautsprecher mit beiden Kanälen verbunden ist.

19* Verfahren zur Einstellung der Strahlungscharakteristik eines Lautsprechersystems nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das an eine ausgesuchte Stelle des Zuhörerrauraes ein Aufnahmemikrophon gebracht, das im Raum ein.nänerungsweise ideales sphärisches akustisches übertragungssystem angeordnet und über den gesamten Hörfrequenzbereich erregt und der akustische Pegel bzw. Schalldruok am Mikrophon als Punktion der Frequenz zur Aufnahme einer Standardcharakteristik des Raumes aufgenommen, dad sodann da· Lautsprechersystem nach einem oder mehreren der Anaprüohe 1 bis 18 im Baum in Arbeitsstellung gebracht, mit dem vollen Bereich der Hörfrequenzen beaufschlagt und der Ausgang dee Mikrophon· erneut zum Vergleich alt der Standardcharakteristik aufgenommen wird.

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20. Vorfahren nach Anspruoh 19, dadurch gekennzeichnet * -daß die Unterechiedacharakteristik zwischen dar Standard» oharakteristik und der Charakteristik des -einzustellen» den Laut Sprecher systems nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis l8 abgenommen wird.

21» Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,, dall mit- dem Lautsprechersystem zur Justierung ein elektrisches Metzwerk gekoppelt wird, dessen Charakteristik der tfatersohiedsoharakteristik aus der 3tandardeliarakt@ri6tik und der Charakteristik des Lautsprecliereysteais entspricht.

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